Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектирование конструкций из дерева и пластмасс плавательного бассейна

Проектирование конструкций из дерева и пластмасс плавательного бассейна

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пермский государственный технический университет

Строительный факультет

Кафедра строительных конструкций


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту по дисциплине “Конструкции из дерева и пластмасс”

на тему

Проектирование конструкций из дерева и пластмасс плавательного бассейна”


Выполнил Краснов В.Г.

Руководитель Осетрин А.В.


г. Пермь 2010

Исходные данные


буквы ФИО

номер зачетки

схема задания

исходные данные

К

Р

А

С

Н

О

В

6

ПО ПРИЛ. 1

СХЕМА 6:

Плавательный бассейн

место строительства – г. Челябинск

шаг несущих конструкций – 3,5м

расчетный пролет рамы – 24м

высота рамы 5,5 м

длина здания – 72м

материал обшивок панелей – фанера ФБС

средний слой панели – Минвата

Введение


Деревянные конструкции находят широкое применение в практике строительства благодаря разнообразию конструктивных форм, широкому диапазону перекрываемых пролетов, малой массе, относительно высокой долговечности и огнестойкости, простоте изготовления и монтажа, высокой степени заводской готовности, наличию обширной сырьевой базы.

С применением деревянных конструкций, таких как балки, рамы, арки, плиты покрытий и перекрытий на деревянном каркасе построено и эксплуатируется большое количество зданий производственного назначения, складов минеральных удобрений, спортивных, зрелищных, торговых и других гражданских зданий и сооружений. Весьма эффективно используются клееные деревянные конструкции.

Цель работы - закрепление теоретический знаний и развитие навыков самостоятельной работы в области расчета и проектирования конструкций из дерева и пластмасс. В процессе проектирования должнен проявить умение самостоятельно работать с научно-технической литературой, использовать новейшие нормативные и справочные материалы.


1. Компоновка плиты


Плиты покрытия укладываются непосредственно по несущим конструкциям, соответственно, длина плиты равна шагу несущих конструкций – 3,5 м, а с учетом припусков при изготовлении – 3,48 м. Ширина плиты принимается равной ширине стандартного листа фанеры (1500*3500). С учетом обрезки кромок для их выравнивания ширина плиты – 1,48м. Направление волокон наружных слоев фанеры следует располагать вдоль плиты. Толщина фанеры – 10мм.

Высота плиты



Толщину ребер принимаем 50мм. По сортаменту принимаем доски 50*175мм. Фанера приклеивается к нижней стороне деревянного каркаса, поэтому фрезеруются только кромки досок. После острожки кромок размеры ребер 50*170мм. Шаг продольных ребер конструктивно назначаем 50см. Пароизоляция – окрасочная по наружной стороне обшивки. Окраска производится эмалью ПФ-115 за 2 раза.


1.1 Теплотехнический расчет плиты


Режим помещения:

- температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98: -35єC;

- средняя температура воздуха со среднесуточной температурой ≤8єC: -6,5єC;

- продолжительность периода со среднесуточной температурой ≤8єC: 218 суток (определена путем интерполяции);

- условие эксплуатации: Б3.



Условия эксплуатации конструкций Б3.


Наименование слоя

Фанера ФБС

1000

0,01

0,13

0,077

Окраска





Минвата

30


0,05



aint = 8,7 Вт/(м2Ч°С) - по табл. 4*[2], aext = 23 Вт/(м2Ч°С) - по табл. 6*[2].

Dd = (tint – tht) Ч zht = (21+6,5) Ч 218 = 5995

Rreq=3,39 по таблице 4 СНиП 23-02-2003



1.2 Сбор нагрузок


Наименование нагрузки

Нормативная Н/м2

коэффициент надежности

Расчетная Н/м2

А. Постоянные

Кровля из волнистых листов ONDULINE

31

1,1

34,1

Собственная маса плиты покрытия

Верхняя обшивка из фанеры марки ФСБ 0,01*6000=60

60

1,1

66

продольные ребра 0,05*0,170*4*5000/1,48=114,86

114,86

1,1

126,35

Утеплитель 300*0,15=45

45

1,3

58,5

Нижняя обшивка из фанеры марки ФСБ 0,01*6000=60

60

1,1

66

ИТОГО:

310,86

350,95

Б. Временные

Снеговая 1600

1120


1600

ВСЕГО:

1430,86

1950,95


Полные погонные нагрузки:

Нормативная

Расчетная


1.3 Статический расчет


Ширина площадки опирания на верхний пояс несущей конструкции – 6см, тогда расчетный пролет плиты равен

Плита рассчитывается как балка на двух опорах.

Расчетный изгибающий момент:



Расчетная поперечная сила:



При уклонах кровли 1:4 расчет плиты допускается вести без учета явления косого изгиба.

Геометрические характеристики сечения

Расчет клееных элементов из фанеры и древесины выполняется по методу приведенного поперечного сечения в соответствии с п.4.25 СНиП II-25-80.

Расчетная ширина фанерной обшивки при

Геометрические характеристики плиты приводим к фанере с помощью коэффициента приведения:



Приведенная площадь поперечного сечения плиты



Приведенный статический момент поперечного сечения плиты относительно нижней плоскости обшивки



Расстояние от нижней грани до нейтральной оси поперечного сечения плиты


Расстояние от нейтральной оси до верхней грани продольных ребер



Расстояние от нейтральной оси плиты до центра тяжести продольных ребер



Приведенный момент инерции плиты относительно нейтральной оси



1.4 Конструктивный расчет


Проверка напряжений

Максимальные напряжения в растянутой фанерной обшивке:


, где


-коэффициент надежности по назначению.


Максимальные растягивающие напряжения в ребре деревянного каркаса

,


где коэффициент приводит геометрические характеристики к наиболее напряженному материалу – древесине, т.е.

Максимальные сжимающие напряжения в ребре деревянного каркаса



Проверка скалывающих напряжений по клеевому шву между фанерной обшивкой и продольными ребрами каркаса:


,


где -статический момент фанерной обшивки относительно нейтральной оси:



Прочность клеевого шва между фанерой и древесиной (фанера приклеивается на клее ФРФ – 50) принимается равной прочности фанеры на скалывание вдоль волокон наружных слоев 78,4Н/см2 (табл.10 СНиП II-25-80).

Проверка прогиба плиты

Относительный прогиб плиты:



Скомпонованное сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.


2. Определение геометрических характеристик рамы


За расчетную ось принята наружная кромка рамы

а) высота в коньковом узле рамы

Н = 5,5 м;

б) задаемся высотой вертикальной части стойки hнст = 1 м, тогда


hвст = h - hнст = 5 - 1 = 4 м;


в) угол между ригелем и стойкой:


a = 90о + g = 90 + 14 = 104о, тогда

= 52о;


г) радиус закругления карнизного узла:


r = hвст · tg = 4 · 1.28 = 5,12 м;


Сбор нагрузок


Таблица 2

Нагрузки на раму (Н/м2)

Наименование нагрузок

Нормативные

нагрузки

gf


Расчетные

нагрузки

А: Постоянные

  • покрытие

  • собственная масса рамы


311

277


1,2

1,1


374

306

Итого:

588


680

Б: Временные

- снеговая: S = So * m = 1600 * 0,7

So = 1680 Н/м2; m =,7


1120



1600

Полная нагрузка:

1708


2380


Собственная масса рамы:


gнс.м. = Н/м2;


где gнп – нормативная нагрузка от собственной массы покрытия;

gнсн – нормативная снеговая нагрузка на покрытие;

ксм – коэффициент собственной массы несущих конструкций.

Полные погонные нагрузки:

а) постоянная gп = 680 · 3,5 = 2380 Н/м = 2,4 кН/м;

б) временная gсн = 1600 · 3,5 = 5600 Н/м = 5,6 кН/м;

в) полная g = gп + gсн = 8 кН/м


3. Конструктивный расчет рамы


Задаемся: 1. Материал несущей конструкции – ель II сорта;

2. Ширина сечения: b = 165 мм; Ru = 1,3 кН/см2

3. Толщина слоев: r/dсл 200 а dсл = r/200;

r = 5.12 м (табл. 9 СНиП II-2580)


dсл = 512/200 = 2,56 24 мм.


Определяем приближенно требуемую высоту сечения рамы в карнизном узле:


а ;


hтр = = 97,33 см;


Компонуем сечение из 43 слоя h = 41·2,4 = 98 см

Принимаем высоту сечения в коньковом узле:

Hк = 0,3 · h = 0,3 · 105 =32 см;

в опорном узле:

hоп = 0,4 · h = 0,4 · 105 = 42 см

а). Проверка сечений элементов рамы по внутренней сжатой кромке.


s = ; ;

W = = 26411.0 см3

Wрасч. = W * Кгв = 26411 * 0,93 = 24562,23 см3;

Кгв = = ;


- коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы при деформации элемента;

N = 141,23 кН;

А2 = 1617 см2;


l =

l ==57,01


где lo – расчетная длина рамы по осевой линии:

lo =16,148 м (свойства полилинии AutoCad)

;;

s = кн/см2 <1,23 кн/см2;

mb = 1 (табл. 5), mн = 1 (табл. 6), md = 0,96

(табл. 7),


mсл = 1,1 (табл. 8), mгн = 0,9 (табл. 9)

Rc/ = Rc · mb · mн · md · mсл · mгн =1,3 · 1· 1 · 0.96 · 1.1 · 0.9 = 1,23 кН;


б) Проверяем по наружной растянутой кромке


s = -<Rp;

Кгн = ;


;


W = = 26411.0 см3


s = -=0,95>0,9

Сечение не удовлетворяет условиям прочности.

Принимаем размеры сечения b=16,5 см, h= 105,6 см.

а). Проверка сечений элементов рамы по внутренней сжатой кромке.


s = ; ;

W = = 30319 см3

Wрасч. = W * Кгв = 26411 * 0,93 = 28196,44 см3;

Кгв = = ;


- коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы при деформации элемента;

N = 141,23 кН;

А2 = 1732 см2;


l =

l ==57,01

где lo – расчетная длина рамы по осевой линии:

lo =16,148 м (свойства полилинии AutoCad)

;;

s = кн/см2 <1,23 кН/см2;


mb = 1 (табл. 5), mн = 1 (табл. 6), md = 0,96

(табл. 7),


mсл = 1,1 (табл. 8), mгн = 0,9 (табл. 9)

Rc/ = Rc · mb · mн · md · mсл · mгн =1,3 · 1· 1 · 0.96 · 1.1 · 0.9 = 1,23 кН;


б) Проверяем по наружной растянутой кромке


s = -<Rp;

Кгн = ;


;


W = = 26411.0 см3


s = -=0,82<0,9 кН/см2

Сечение удовлетворяет условиям прочности.

Проверка устойчивости плоской формы деформирования рамы.


- формула 33 [1]


где: F = 16,5*105,6 = 1732,5 кН


W = = 30319 см3


n = 1– для элементов имеющих закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования;

j - коэффициент продольного изгиба для гибкости участка элемента расчётной длины lр из плоскости деформирования:

lр = l · m = 3 · 0.65 = 1.95м – формула 10 [1] - при шаге распорок 3м;

lр = lр1 · m0;

m0 = 0.8 – по п. 4.21 [1] - для jм


= 40.89 < 70


j = 1-0,8 · ;

N = 141.23 кН


mb = 1 (табл. 5), mн = 1 (табл. 6), md = 0,96

(табл. 7),

mсл = 1,1 (табл. 8), mгн = 0,9 (табл. 9)

Rc/ = Rc · mb · mн · md · mсл · mгн =1,3 · 1· 1 · 0.96 · 1.1 · 0.9 = 1,23 кН;


==0.92;


jм =


где: kф = 1.13 – по табл. 2 приложения 4 [1]


jм = ==2.10


=0.08 < 1 – система связей и распорок обеспечивается устойчивость рамы.


Опорный узел


Проверяем клеевые швы на скалывание:


t = 1,5 · ;


Qо = 88,96 кНм;

Расчетная длина сечения: bрасч = 0,6 · 165 = 99 мм = 10 см;

Ширина опорной части за вычетом симметричной подрезки по 3 см:

hоп = 90 – 2 · 3 = 84 см;

t = 1,5 · = 1,06 кН/см2;

Проверяем древесину на смятие в месте упора стойки рамы на фундамент:


sсм = ;


Аоп = 16,5·84 = 1386 см2;

sсм = = 102,21 Н/см2 < Rсм ·KN= 300·0,9 = 300 Н/см2;


KN-коэфициент учитывающий концентрацию напряжений под кромкой башмака (п 5.29 пособие по проектированию деревянных конструкций)

Высота вертикальной стенки башмака из условий смятия древесины поперек волокон:


hd = = см:


Для определения толщины этой стенки находим изгибающий момент в пластине:


М = кН*см;


Н = Qo = 88,96 кН;

Wтр = 100,08/24,5 = 4,08 см3;


d = = 1,25 см, принимаем d = 14 мм;


Траверсы проектируем из уголка 180x125x14 мм;

Проверяем вертикальную полку уголка без учета горизонтальной полки на внецентренное растяжение по формуле:


sр = ;


АВП = 1,4 · 16,6 = 22,96 см2;

WВП = = 62,75 см3;

М = 729,47 кН·см;


sр = = 13,55 кН/см2 < 24,5 кН/см2(для стали С245);


Крепление башмака к фундаменту предусматриваем 2-мя болтами d = 24 мм.

Проверяем анкерный болт на растяжение по ослабленному нарезкой сечению:


sр = = 1,22 кН/см2 < Rрст = 14.5 кН/см2;(для анкерных болтов из стали ВСт3пс2)


Nр = = 5,5 кН


Напряжение анкерного болта на срез:


t = = 9,84 кН/см2 < Rсрб = 0,6*4,52*14,5=39,32 кН/см2;


Коньковый узел


Соединение полурам выполняется впритык с помощью деревянных накладках.

Усилия, действующие в узле:

H = 105,32 кН;

Qc = 54,57 кН;

Торцы клееных блоков ригеля в узле соединяем впритык не по всей высоте, а со срезом крайних досок под углом по 25 мм для большей шарнирности узла и предотвращения откола крайних волокон при повороте элементов шарнирного узла. Боковая жесткость узла обеспечивается постановкой парных накладок сечением 200x125 мм на болтах d=20 мм.

Напряжение смятия в торцах ригеля при a = 14о:


sсм = = 0,19 кН/см2 < Rсмa · mв

Асмa = = 550,57 см2;

Асм = b·hсм; где hсм = h/cos a;

Находим вертикальные усилия в болтах при расстоянии между болтами


е1 = 100 мм и е2 = 250 мм:


V1 = = 39,0 кН;

V2 = - Qc + V = - 54.57 + 39,0 = - 15,57 кН;


Расчетная несущая способность двух двухсрезных болтов d = 20 мм из условий изгиба нагеля при направлении усилий под углом к волокнам a=90о (для накладок):

количество болтов в одном ряду определяется:



где: nc = 2 - количество плоскостей среза

- минимальная несущая способность одного болта – согласно п. 5.13 [1] несущая способность на смятие древесины среднего элемента под углом α;

крайнего элемента (накладки).

Тнаг= 2.5 · 22 = 10 кН

Тогда: в первом ряду


Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: